水輪機工作原理-文庫吧資料
2024-08-17 02:34本頁面
【正文】 量，是靠轉輪進、出口必要的速度矩或環(huán)量差來保證的。因此，水輪機基本方程式給出了水輪機能量參數(shù)與運動參數(shù)的關系。式(323)亦可寫作: （324）由式(322)和(324)得： （325）由于，則可得到水輪機的基本方程式： (326)方程左邊，表示作用于水輪機工作轉輪單位重量水流所具有的有效水能，也就是單位重量水流所傳給轉輪的有效能量。換句話說，也就是作用于轉輪上的水流所具有的有效功率，則： （323）式中， ——水輪機過流量；——水輪機容積損失；——水輪機工作水頭；——水輪機中的水力損失，即包括水流流經蝸殼，導水機構，轉輪及尾水管時所產生的水力損失總和；——水輪機有效過流量，即通過轉輪流道流量； ——水輪機有效工作水頭。1．重力：因重力的合力與軸線重合式相交；2．上冠、下環(huán)的內表面對水流壓力：因這些表面為旋轉面，故壓力與軸線重合；3．轉輪外的水流在轉輪進、出口處對所考慮水流的壓力，因這兩部分水流在轉輪進、出口處的接觸面可看作是旋轉面，故壓力與軸線相交。上述的水流動量矩變化是dt時段內作用在水流上的外力對水輪機旋轉軸線的力矩引起的。在流道進口處，經時間后空出的部分為后繼水流充滿，根據連續(xù)性定理，其質量也是?，F(xiàn)考慮水流通過轉輪時的動量矩變化。水輪機基本方程式可用動量矩定理導出。試求m的圓柱層上（其中）轉輪進、出口速度三角形中的、和、（不考慮葉片排擠，轉輪進口無撞擊）。試求轉輪進口速度三角形的、和。圖39是直徑為的圓柱面（流面）展開和按上述已知條件作出的轉輪進、出口速度三角形。4．的大小，的方向（），采用與混流式轉輪相同的分析方法確定。軸流式水輪機進，出口某點處的水流速度三角形，常采用下列假定：1．在轉輪區(qū)域內，水流速度的徑向分量很小，可忽略，因而水流質點系沿圓柱層流動，轉輪區(qū)域的與轉輪軸線平行，則有2．軸面速度均勻分布，位于不同半徑各圓柱面上的軸面流速均相等，則： （318）式中 ——轉輪標稱直徑（圖39a）；——轉輪輪轂直徑。因而在轉輪出口處的相對速度方向與葉片方向不完全一致，即出流角與葉片出口安放角總是有些差別。這是按葉片無限薄假定出發(fā)的，這個夾角等于葉片出口部分骨線與圓周切線的夾角。2．軸面速度 （316）或 （317）式中 ——轉輪出口葉片排擠系數(shù)；——轉輪葉片出水邊計算點的過水斷面面積，計算方法同。利用此速度三角形，可求得其它的一些速度量值，如。另外，利用導葉出口速度三角形，如圖39可確定圖39 軸流式轉輪的進、出口速度三角形因此 （314）式中 ——水輪機過流量；——導葉高度；——導葉出口水流角。若不考慮葉片排擠，或假設葉片無限薄時，=1。 圖38 軸面水流的過水斷面在式（312）中，若考慮由于葉片厚度對水流的排擠，則實際軸面水流過水斷面面積為： （313）式中 ——轉輪葉片進水邊厚度；——轉輪葉片數(shù)目；——為，轉輪進口葉片排擠系數(shù)。2．軸面速度 （311）式中 ——水輪機過流量；——水輪機容積效率；——考察點處的過水斷面面積。四、轉輪進、出口速度三角形水輪機通過轉輪時，轉輪獲得能量的大小主要取決于水流流經轉輪進，出口其運動狀態(tài)的變化，而速度三角形實質上表征著水輪機的工作狀態(tài)，因此有必要研究轉輪的進出口速度三角形。若用速度關系表示，則有 （38）構成的速度三角形如圖35在轉輪的水力設計時，或當分析水流在轉輪中的流動，常常要應用到這兩個速度分量，圖36表明了速度三角形中各速度的空間相互關系。若用速度關系表示，則有： （37）構成的速度三角形如圖35圖35 速度三角形在實際應用中為了分析的方便又常把絕對速度沿圓周速度方向和垂直于圓周速度的方向正交分解，可得到兩個分速度：1．速度的圓周分速度，即絕對速度按正交分解在圓周速度方向的分速度，稱絕對速度圓周分速度。相對速度，即隨轉輪運動時見到的水流速度。根據這個特點可以用下列速度構成速度三角形。一方面是水流相對于葉片流動，即相對流動，另一方面是水流隨轉輪運動，即圓周運動或牽連運動。轉輪進，出口處的速度三角形，是研究水輪機工作過程和進行轉輪水力設計的工具。圖34 混流式與軸流式轉輪中水流流動比較混流式；軸流式三、水流運動的合成與分解水輪機中某一點的水流運動情況可用該點的速度三角形來描述。如果把某一流面展開，可以得到由一系列葉片組成的流道。圖34
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1